一種道路抗沖刷性能試驗裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及道路工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種道路性能試驗裝置，具體涉及一種道路抗沖刷性能試驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]水泥路面與瀝青路面直接暴露于自然環(huán)境中，在降雨天或路表面有積水時，高速行駛的車輛經(jīng)過被水覆蓋的路面時會產(chǎn)生較高壓力的動水，動水對瀝青路面反復(fù)沖刷使面層瀝青混合料的集料剝落，造成瀝青混合料的嚴重水損害，影響面層路用性能；動水對水泥路面的沖刷會造成水泥混凝土的溶蝕及細集料的脫落，影響混凝土的強度及使用性能。此夕卜，路表的自由水通過孔隙、裂縫、接縫進入面層與基層的交界處，該處的積水在車輛荷載作用下同樣會產(chǎn)生較大的動水壓力和抽象力，對半剛性基層重復(fù)作用引起基層的沖刷掏空，造成面層與基層的脫空，導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)受力的改變。大量工程實際表明，基層沖刷往往會造成路面的積泥、沉陷、開裂、錯臺等病害，嚴重影響路面的壽命及使用。
[0003]國內(nèi)外常見的評價道路材料沖刷性能的設(shè)備主要有旋轉(zhuǎn)刷、振動臺，這類試驗設(shè)備沒有水的參與，與工程實際情況相差較大；道路材料沖刷機在沖刷過程中有雖然有水的參與，但這類設(shè)備不能控制動水壓力的大小及頻率；噴射高壓沖刷、旋轉(zhuǎn)水流沖刷等試驗設(shè)備能夠控制動水壓力大小，但不能模擬自由水的栗吸作用，并不能很好的模擬道路材料的實際沖刷情況；借助MTS的基層材料沖刷設(shè)備能夠很好的控制動水壓力的大小及頻率，能夠很好的模擬動水對基層的沖刷作用，但這類設(shè)備體積大、成本高、操作復(fù)雜，不適合推廣使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實用新型的目的在于，提供一種可控沖刷強度及頻率的道路材料抗沖刷性能試驗裝置，更加真實地模擬實際工作環(huán)境中的沖刷情況，確保試驗結(jié)果的有效性。
[0005]為了實現(xiàn)上述任務(wù)，本實用新型采用以下技術(shù)方案:
[0006]—種道路抗沖刷性能試驗裝置，包括沖刷桶，沖刷桶中放置有試件，并在沖刷桶中填充有水，水面超出試件頂面；試件的上方設(shè)置有可沿靠近或遠離試件頂面方向運動的沖刷板，沖刷板往復(fù)運動帶動水流運動，水流運動對試件表面造成沖刷。
[0007]進一步地，所述的沖刷板由一個驅(qū)動系統(tǒng)控制運動，該驅(qū)動系統(tǒng)包括一個固定架，固定架的內(nèi)部具有一個封閉的內(nèi)腔，內(nèi)腔的外部環(huán)繞內(nèi)腔設(shè)置有環(huán)形的容納腔，容納腔中設(shè)置有繞組支架，繞組支架上纏繞有繞組，容納腔的外部通過軛鐵密封；所述的內(nèi)腔中活動式設(shè)置有一個銜鐵，銜鐵底部通過穿出內(nèi)腔的導(dǎo)桿與所述的沖刷板連接；在內(nèi)腔中的頂部設(shè)置有彈簧。
[0008]進一步地，所述的沖刷板上設(shè)置有用于和導(dǎo)桿對接的推桿，沖刷板的周向為圓形結(jié)構(gòu)，縱向截面呈等腰梯形；等腰梯形的腰與上底之間的夾角為3°?5°。
[0009]進一步地，所述的沖刷板的底部設(shè)置有導(dǎo)水板，導(dǎo)水板上分布有花紋結(jié)構(gòu)。
[0010]進一步地，所述的沖刷板的底面設(shè)置有球面狀栗吸腔，栗吸腔的縱向截面為一段圓弧，該圓弧對應(yīng)的圓心角的度數(shù)α為60°?90°。
[0011]進一步地，在環(huán)繞栗吸腔的邊緣上設(shè)置有一圈導(dǎo)流面，導(dǎo)流面為斜面，斜面與水平面之間的夾角度數(shù)β為15°?30° ;導(dǎo)流面的兩端分別與栗吸腔的邊緣、導(dǎo)水板的邊緣相接。
[0012]進一步地，所述的沖刷桶中填充的水注滿沖刷桶，在沖刷桶的頂部設(shè)置有中部帶有通孔的橡膠蓋。
[0013]進一步地，所述的沖刷桶設(shè)置在一個帶有凹腔的底座中，底座具有側(cè)壁，在底座的側(cè)壁上設(shè)置有位置可調(diào)的托板，所述的固定架通過螺栓固定在托板上，托板上有用于通過導(dǎo)桿的孔。
[0014]進一步地，所述的道路抗沖刷性能試驗裝置還包括一個控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)包括控制臺，控制臺中設(shè)置有通過控制器控制的可變電阻器以及變頻器，可變電阻器和變頻器均與所述的繞組連接；在內(nèi)腔中的頂部設(shè)置有計數(shù)傳感器，在沖刷桶靠近試件頂面的側(cè)壁上設(shè)置有壓力變送器，計數(shù)傳感器、壓力變送器均與控制器連接。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下技術(shù)特點:
[0016]1.本實用新型通過導(dǎo)入交流，交流電方向周期性變化從而實現(xiàn)導(dǎo)桿上下反復(fù)運動，通過導(dǎo)桿帶動沖刷板移動，在沖刷桶內(nèi)產(chǎn)生動水對試件進行沖刷和抽吸循環(huán)作用；通過控制臺改變交流電的頻率及電流大小可以實現(xiàn)對沖刷動水壓力的精確控制，能夠更真實的模擬實際沖刷過程中不同動水壓力及作用頻率對基層或面層的沖刷。
[0017]2.本實用新型采用剛性和柔性兩種不同的沖刷板，既可以模擬動水對基層材料的沖刷作用，同時可以模擬動水對于面層材料的沖刷、栗吸作用；
[0018]3.本實用新型采用電磁驅(qū)動方式獲得沖刷動力，提高了沖刷效率，具有低磨耗、噪聲小的優(yōu)點。
[0019]4.本實用新型結(jié)構(gòu)合理、使用方便，體積小巧、便于搬運，成本較低，易于實現(xiàn)，適合推廣使用。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為柔性的沖刷板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為剛性的沖刷板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4為本實用新型的工作流程示意圖；
[0024]圖中標號代表:1 一底座，2—側(cè)壁，3—托板，4一銜鐵，5—軛鐵，6—繞組支架，7—繞組，8—緩沖彈黃，9—固定架，10—導(dǎo)桿，11—沖刷板，12—沖刷桶，13—螺檢，14—試件，15—壓力變送器，16—計數(shù)傳感器，17—控制臺，18—導(dǎo)線，19—推桿，20—花紋，21—導(dǎo)水板，22一導(dǎo)流面，23一栗吸腔。
【具體實施方式】
[0025]道路材料在實際應(yīng)用過程中面臨的水損害主要體現(xiàn)在水流對材料表面的沖刷以及水流運動過程中產(chǎn)生的栗吸作用而使材料表面產(chǎn)生的剝離上。然而現(xiàn)有的試驗設(shè)備均不能客觀、有效地模擬上述過程。本實用新型的思路是，提供一種通過控制水流運動來模擬沖刷、栗吸等作用的試驗裝置。
[0026]如圖1所示，一種道路抗沖刷性能試驗裝置，包括沖刷桶12，沖刷桶12中放置有試件14，并在沖刷桶12中填充有水，水面超出試件14頂面；試件14的上方設(shè)置有可沿靠近或遠離試件14頂面方向運動的沖刷板11，沖刷板11往復(fù)運動帶動水流運動，水流運動對試件14表面造成沖刷。
[0027]本實用新型的主體結(jié)構(gòu)包括一個裝有試件14的沖刷桶12。沖刷桶12中有沒過試件14頂面的水，為沖刷提供條件；試件14的側(cè)面與沖刷桶12之間不留間隙或留有較小的間隙，盡可能減小水流對試件14側(cè)面沖刷給試驗結(jié)果造成的影響。本發(fā)明中設(shè)置了沖刷板11結(jié)構(gòu)，沖刷板11整體沒入術(shù)中，沖刷板11在水中上下運動時，帶動水流運動；當沖刷板11的運動頻率很高時，水流運動是劇烈的，這樣就能在試件14表面形成多方向、多角度、多類型的沖刷效果，盡可能地接近自然條件下道路材料面臨的實際情況。當沖刷板11靠近試件14表面時，沖刷板11對沖刷板11和試件14之間的水流擠壓，使二者之間的水流快速逃逸，在試件14表面產(chǎn)生沖刷作用；而當沖刷板11快速朝著遠離試件14表面的方向運動時，沖刷板11兩側(cè)的水流的流速不足以快速填充沖刷板11和試件14表面之間產(chǎn)生的空間，因此沖刷板11向上移動時，會在沖刷板11底部產(chǎn)生栗吸作用，對試件14表面的材料產(chǎn)生剝離作用。由此本裝置能通過一個結(jié)構(gòu)實現(xiàn)多種模擬效果，實驗效果更好。為了在試驗過程中保證栗吸效果，需要使沖刷板11的運動方向與水平面保持垂直，并且沖刷板11與沖刷桶12之間的間隙不能過大。
[0028]更優(yōu)地，沖刷桶12中填充的水注滿沖刷桶12，在沖刷桶12的頂部設(shè)置有中部帶有通孔的橡膠蓋，這種設(shè)置可減少沖刷過程中水的損失量，保證沖刷板11始終能全部沒入水中，減少水的補充量。
[0029]如圖1所示，為了使沖刷效果更佳，更好地模擬沖刷，那么就要保持沖刷板11運動的規(guī)律性和高速。因此本方案中設(shè)置了一套驅(qū)動系統(tǒng)，該驅(qū)動系統(tǒng)包括一個固定架9，固定架9的內(nèi)部具有一個封閉的內(nèi)腔，內(nèi)腔的外部環(huán)繞內(nèi)腔設(shè)置有環(huán)形的容納腔，容納腔中設(shè)置有繞組支架6，繞組支架6上纏繞有繞組7，容納腔的外部通過軛鐵5密封，屏蔽繞組7通電后向外部產(chǎn)生的磁場；所述的內(nèi)腔中活動式設(shè)置有一個銜鐵4，銜鐵4底部通過穿出內(nèi)腔的導(dǎo)桿10與所述的沖刷板11連接；在內(nèi)腔中的頂部設(shè)置有彈簧8。
[0030]本方案中繞組7中流經(jīng)的是交流電，而銜